Меликян гарегин меликсетович

СОДЕРЖАНИЕ

В последние десятилетия в клинике терапевтической и ортопедической стоматологии широкое применение получили композитные материалы (Алямовский В.В., 2000; Барер Г.М. с соавт., 1998; Макеева И.М., 1997; Максимовский Ю.М., 2001; Николаев А.И., 2001; Радлинский С.В., 1996; Салова А.В., Рехачев В.М., 2003; Хартман Й., 2000; Цимбалистов А.В. с соавт., 2001; Hannig M., Boff B., 2000; Irool T., 1996; Terry D.A., 2005).

Композитные материалы имеют ряд преимуществ, которые позволили им довольно быстро вытеснить традиционные пломбировочные материалы. Преимуществами композитных материалов над традиционными материалами являются: щадящее препарирование зубов, восстановление зубов с дефектами различной формы и конфигурации, максимальное сохранение здоровых тканей, высокие эстетические свойства, высокая прочность, широкая цветовая гамма, возможность моделирования и придания анатомической формы поврежденной коронковой части зуба, более прочное соединение с твердыми тканями зуба, лучшее краевое прилегание к твердым тканям зуба, биологическая толерантность к тканям полости рта.

В клинической практике часто встречаются дефекты режущего края зубов. Для их устранения применяют искусственные коронки, виниры, композитные реставрации (Аболмасов Н.Г., 2007; Гольштеин Р., 2001; Грибан A.M., 1988; Каламкаров Х.А., 1996; Николаев А.И., 2007; Салова А.В., 2000; Суржанский Ю.Н., 2004;). Среди многообразия различных способов устранения дефектов режущего края зубов нет такого способа, который удовлетворял бы все требования современной стоматологии; чаще всего в настоящее время для этих целей используются композитные материалы.

Композитные материалы, наряду с указанными положительными свойствами, имеют ряд недостатков (полимеризационная усадка, недостаточные адгезивные качества и механическая прочность), что приводят к таким осложнениям, как скол и откол реставрации (Бок В.И., 2000; Борисенко А.В., Неспрядько В.П., 2002; Гринев А.В., 2003; Грютцнер А., 1998; Иоффе Е., 1996; Макеева И.М., 1997; Николаев А.И., Цепов Л.Д., 2007; Салова А.В., Суржанский Ю.Н. с соавт., 2004; Perinka L., 2002).

Для устранения наиболее часто встречающихся дефектов после композитной реставраций - сколов и отколов - были предприняты попытки различного вида армирования с применением парапульпарных штифтов, разборных анкерных двухфрагментальных штифтов, скоб из плоской пластины с перфорированными отверстиями, штифта - филлера из стекловолокна, трубчатого углеволоконного элемента, U — образной пластины из стальной проволочной сетки, арамидной нити (Гринев А.В., Макеева И.М., Мусихина Е.В., 2005; Ряховский А.Н., 1999, 2000; Хидирбегишвили О., 2001; Цирулев А., 2002; Lasch U., 1993; Nicolas M., 1989; Weissman B., 1973). Как показала клиническая практика данные виды армирования не нашли широкого применения в клинической стоматологии.

Таким образом, надежное устранение дефектов режущего края зубов остается одной из нерешенных задач современной стоматологии, что обуславливает актуальность поиска нового высокоэффективного и атравматичного способа реставрации режущего края зубов, обеспечивающего долговечность реставрации наряду с высокой эстетичностью.

Следует также отметить, что на сегодняшний день отсутствует классификация дефектов коронковой части передних зубов под армированные композитные реставрации. Также не разработаны оптимальные критерии качества реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и армирующего элемента.

В литературных источниках отсутствует биомеханическое обоснование армирования реставраций по результатам расчета напряженно-деформированного состояния.

Актуальным остается вопрос анализа отдаленных клинических результатов реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента.

1. 
   Разработать способ реставрации режущего края передней группы зубов с применением композитного материала и сеточно - армирующего элемента.
   
2. 
   Провести компьютерное моделирование напряженно – деформированного состояния реставраций режущего края зубов, с применением армированного и неармрованного композитного материала.
   
3. 
   Разработать классификацию дефектов коронковой части передних зубов под армированные композитные реставрации.
   
4. 
   Определить возможные дефекты после реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно - армирующего элемента.
   
5. 
   Разработать критерии оценки качества реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно - армирующего элемента.
   
6. 
   Оценить отдаленные результаты реставраций режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента.
   

Впервые был разработан и запатентован способ реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента, обеспечивающий долговечность функционирования реставрации наряду с высокой эстетичностью.

Впервые проведено компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния реставрации режущего края зубов с применением армированного и неармированного композитного материала. Получены данные, подтверждающие преимущества армированной композитной реставрации режущего края зубов с применением сеточно-армирующего элемента перед неармированной реставрацией.

Впервые разработана классификация дефектов коронковой части передних зубов под армированные композитные реставрации.

Впервые определенны возможные дефекты после реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента.

Впервые определенны критерии качества реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента; изучены отдаленные результаты клинического применения разработанного способа реставрации.

Проведено детальное, поэтапное изложение разработанного способа с использованием схем и рисунков для обучения стоматологов реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента.

Показана клиническая эффективность способа реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента, который позволяет свести к минимуму такие виды осложнений, как скол и откол композитной реставрации.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. 
   Разработан способ реставрации режущего края зубов с применением композитного материала и сеточно-армирующего элемента.
   
2. 
   Применение сеточно-армирующего элемента снижает уровень напряжений в зоне адгезии композитной реставрации к зубу, смещает максимальные напряжения от зоны адгезии в среднюю треть оральной поверхности реставрируемого зуба.
   
3. 
   Разработана классификация дефектов коронковой части передних зубов под армированные композитные реставрации и критерии оценки качества реставраций.
   
4. 
   Способ реставрации режущего края зубов с применением сеточно-армирующего элемента эффективен в отдаленные сроки после лечения.
   

11

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Армирование – это комплексный технологический процесс, включающий в себе изготовление армирующих элементов и установку их в проекционное положение. В современной стоматологии армирование используется в терапевтической, ортопедической и в имплантологической практике. Методом армирования устраняют, как дефекты коронковой части зуба, так и дефекты зубного ряда [9,49,88,89].

В 1973 г. Weissman B. для восстановления дефектов коронковой части зуба разработал и запатентовал армирующий элемент [154].

Армирующий элемент представляет собой разборный анкерный штифт, состоящий из головки и двух фрагментного тела, имеющего винтовую резьбу. Фрагменты тела имеют шлицевое соединение. Армирующий элемент изготовлен из нержавеющей стали. На восстанавливаемый зуб устанавливается несколько штифтов располагающихся параллельно друг другу. Для установки штифта сначала препарируется канал в пределах эмали и дентина, в который затем последовательно вводятся части анкерного штифта. При помощи специального инструмента, основание которого представляет цилиндр, части поочередно завинчивают по часовой стрелке. Далее штифт надламывается в шлицевом соединении, так чтобы тело штифта осталось в отпрепарированном канале. Дефект коронковой части восстанавливается реставрационным материалом, шлифуется и полируется.

Таким образом, данный способ позволяет армированным методом восстанавливать дефекты коронковой части зуба и увеличивать срок службы реставрации.

В 1989 г. Nicolas M. при реставрации дефектов коронковой части зуба, разработал и запатентовал способ армирования реставрационного материала [147]. Армирующий элемент изготовлен из биосовместимого металла – титан, который подвергается пескоструйной обработки для увеличения площади соприкосновения реставрационного материала с армирующим элементом. Армирующий элемент имеет Т-образную форму и состоит из широкой сплюснутой головки с отверстием внутри и цилиндрическим стержнем с несколькими параллельными осевыми концентрическими пазами, который образует арматуру или каркас для реставрационного материала. Один или несколько Т-образных армирующих элементов устанавливают в дефект коронковой части зуба, так чтобы большие оси их головок располагались параллельно продольным осям соседних зубов, так чтобы сплюснутые стороны располагались вверх и вниз. После фиксации армирующего элемента, дефект коронковой части восстанавливается с применением реставрационного материала.

Таким образом, данный способ позволяет восстановить дефекты коронковой части с применением армирующего элемента Т-образной формы из титана, что позволяет армировать реставрационный материал.

Преимущества данного метода: Т-образный армирующий элемент увеличивает прочность реставрационного материала; армирование реставрационного материала с применением Т-образного элемента позволяет восстановить большие дефекты коронковой части зуба; армирующий элемент изготовлен из биосовместимого металла.

Недостатки данного метода: армирующий элемент устанавливается без учета анатомического строения коронковой части зуба; необходимость депульпирования; малая площадь армирования; невозможность установки при полном разрушении коронковой части.

В 1993 г. U. Lasch при реставрации дефектов 2-го класса по Блеку разработал и запатентовал способ армирования реставрационного материала [142]. Армирующий элемент изготавливают из нержавеющей стали или полимерного материала. Армирующий элемент изготавливается – литьем, штампованием, и покрывается – керамикой или полимерным материалом, что позволяет повысить прочность соединения скобы с окружающим ее реставрационным материалом. Скобы формируются из плоской пластины с симметрично перфорированными отверстиями, или сетки или нескольких расположенных в продольном направлении проволочек, которые соединены в середине поперечно расположенными перемычками. После препарирования и формирования пазов один или несколько армирующих скоб, примеряют в дефект зуба. Скобу поворачивают под углом, чтобы точно повторить контур поверхности восстанавливаемого зуба. Дефект заполняется реставрационным материалом, в него фиксируются армирующие элементы. После проводится шлифование и полирование.

Таким образом, данная конструкция позволяет армировать реставрации дефектов 2-го класса по Блеку и увеличить срок службы реставрационного материала.

Недостатки данного метода: армирующий элемент устанавливается без учета анатомического строения коронковой части зуба; неравномерная передача функциональных нагрузок; возможность вскрытия пульповой камеры; малая площадь армирования коронковой части; возможные сколы и отколы.

В 2001 г. Хиндербегишвили О. при восстановлении разрушенной коронковой части зуба, разработал и внедрил в клиническую практику применение армирующего элемента [104]. Армирующий элемент изготовлен из стекловолокна. Армирующий элемент представляет собой штифт-филлер. Корневой канал подготавливается для армирующего штифта-филлера при помощи эндодонтических инструментов и имеет такую же конусность, как последний применяемый файл. Штифт-филлер устанавливается на всю длину канала, отступая от апекса на 3мм. Разрушенная коронковая часть зуба восстанавливается стандартным методом с применением реставрационного материала.

Таким образом, данный способ восстановления разрушенной коронковой части зуба с использованием армирующего штифта-филлера позволяет улучшить ретенцию реставрационного материала, укрепить оставшиеся зубные ткани, равномерно распределить стрессовые нагрузки при акте жевания.

В 2002 г. Цирулев А. при реставрации дефектов коронки девитального зуба в клинической практике использует способ армирования реставрационного материала с применением армирующего элемента, с возможной ревизией для эндодонтического вмешательства [108]. Трубчатый армирующий элемент имеет форму конгруэнтную корню зуба. Трубчатый армирующий элемент пропитывается жидкотекучим композитом либо композитом двойного действия, нанизывается на пластиковый шилообразный световод, покрытый тонким слоем силиконового изолятора «Гидросил». Трубчатый армирующий элемент вводится в заранее подготовленный по стандартной методике канал, и припасовывается к стенкам и по глубине до запломбированной части корневого канала. Далее армирующий элемент засвечивается через внутриканальный световод. Внутриканальный световод заменяется в зафиксированном трубчатом армирующем элементе на гуттаперчивый штифт. Трубчатый армирующий элемент обрезается ножницами по длине, выступающая часть расплетается. Восстановление дефекта коронковой части фотополимерами проводится стандартно.

Таким образом, данная конструкция позволяет армировано восстанавливать дефекты коронковой части зуба, с ревизией для возможного эндодонтического вмешательства.

Недостатки данного метода: ограничение применения в узких каналах; малая площадь армирования коронковой части зуба; возможность разволокнения углеволокна; в многоканальных зубах, на корни, нагрузка передается не равномерно.

В 1989 г. Nicolas M. для устранения дефектов зубного ряда, разработал и запатентовал армирующую конструкцию, состоящую из Т-образного элемента изготовленного из титана, и U-образной пластины из стальной проволочной сетки [147]. Т- образный армирующий элемент фиксируется в опорные зубы после предварительного препарирования. U-образная пластина фиксируется сверху по обе стороны Т-образного армирующего элемента. Далее армирующая конструкция покрывается реставрационным материалом и полируется. На U-образную пластину, покрытую реставрационным материалом, фиксируются искусственные зубы.

Таким образом, данный способ позволяет армировано восстанавливать дефекты зубного ряда с применением армирующей конструкции из Т-образного элемента и U-образной пластины, что позволяет армировать промежуточную часть конструкции и реставрационный материал.

Недостатки данного метода: сложность замещения дефектов малой протяженностью данной конструкции; конструкция является не монолитной;

сложность припасовывания стандартных зубов на каркас протеза; необходимость депульпирования опорных зубов.

В 1999 г. Ряховский А.Н. при устранении включенных дефектов жевательных зубов разработал и внедрил в клиническую практику способ армированного мостовидного протеза [88,89]. Армированный мостовидный искускальныризонтальных пазов атериалом протез состоит из искусственного зуба – промежуточной части и армирующего элемента – арамидной нити. Армирующая нить сделана из механически прочного материала, устойчивого к действию повышенных температур – арамидных волокон. Армирующая нить проходит в продольном вертикальном пазе искусственного зуба и в горизонтальных пазах опорных зубов. Проводится припасовка конструкции. Пазы протравливаются кислотой, споласкиваются водой, высушиваются, наносится адгезив и полимеризуется. Проводят наложение промежуточной части с одновременным прокладыванием в пазы армирующей нити, ее затягиванием и завязыванием в узлы. Арамидную нить пропитывают адгезивом, полимеризуют и покрывают реставрационным материалом, полимеризуют, шлифуют и полируют.

Таким образом, данный способ позволяет устранять включенные дефекты жевательных зубов благодаря армированию опорных и промежуточных частей мостовидного протеза.

В стоматологической практике армирование используется в имплантологии. В 1993 г. Чобанян М.Л. с соавторами для армирования внутрикостной части пористых спеченных имплантатов из титана использовал гладкий титан [111]. Из прутка титана вытачивали несущий стержень имплантата диаметром 2 мм, который вставляли в специальную пресс-форму из графита с ячейками цилиндрической формы и глухим дном. Диаметр и высота (15 мм) ячеек соответствовали размерам внутрикостной части имплантата. В центре ячеек пресс-формы устанавливали титановые стержни и засыпали их порошком титана, после чего пресс-форму загружали в камеру печи типа СШВЛ, где проводили первое спекание. После охлаждения печи имплантаты вынимали из графитовой пресс-формы и размещали в алундовом цилиндрическом тигле. Второе спекание проводили также в вакууме в течение 4 часов.

Таким образом, стоматологические композиционные материалы титан –пористый титан готовили методом двукратного спекания по оптимальному режиму. На микроструктуре композиционного материала титан – пористый титан отчетливо виден армирующий титановый стержень и частицы порошка припеченного к нему. Изучение зоны контакта стержня и частиц порошка титана показывает, что эта зона является совершенной, частицы порошка после припекания составляют единое целое со стержнем.

Были изучены физико-механические свойства на сжатие пористого титана и композиционного материала титана – пористый титан. В результате испытаний было установлено, что предел прочности при сжатии пористого спеченного титан составляет 18,3 кг/мм², армированного композиционного материала титан – пористый титан составляет 64 кг/мм².

Таким образом, установлено, что армированный композиционный материал титан – пористый титан более чем в 3,4 раза превышает прочностные свойства пористого титана. Так же были изучены физико-механические свойства на сжатие композиционных материалов пористый титан-полипропилен, никелид титана-полипропилен; пористый титан и никелид титана покрытые 0,1 см оболочками из полипропилена и пластмассы Синма 74.

Было установлено, что по прочностным свойствам композиционный материал пористый титан-полипропилен превышает пористый титан на 12%. Композиционный материал пористый никелид титана-полипропилен меньше в 11,4 раз пористого никелида титана. Пористый титан с оболочкой толщиной 0,1см из полипропилена ниже пористого титана на 25,7%. Пористый никелид титан с оболочкой толщиной 0,1 см из полипропилена ниже пористого никелида титана в 3,8 раз. Пористый титан с оболочкой толщиной 0,1 см из пластмассы Синма 74 соответствует пористому титану. Пористый никелид титан с оболочкой толщиной 0,1 см из пластмассы Синма 74 меньше пористого никелида титана в 2,6 раз.

В 2003 г. Ряховский А.Н. при подвижности зубов 1 и 2-ой степени разработал и внедрил в клиническую практику способ армированного шинирования [88,89,91].

Армирующий элемент представляет собой нить. Армирующая нить сделана из механически прочного материала, устойчивого к действию повышенных температур арамидных волокон. Арамидная нить имеет 9 схем шинирования. Шинирование проводится одной или несколькими арамидными нитями. В шинируемых зубах формируют циркулярные пазы в которых размещают арамидные нити, которые стягивают, так чтобы она была в натянутом состоянии. Арамидная нить покрывается реставрационным материалом, шлифуется и полируется.

Таким образом, данный способ позволяет устранять подвижность 1 и 2-ой степени и армировать шинируемые зубы.

В 2005 г. группа авторов Гринев А.В., Макеева И.М., Мусихина Е.В. проводили исследование армирования композитных материалов при проведении прямой реставрации зубов [25].

Сущность данного способа заключался в формировании небной основы, после чего армирующая лента укладывается на слой неотвержденного адгезива, повторяя форму угла. После полимеризации осуществлялось наложение слоев композита в соответствии с запланированной конструкцией. При этом прозрачность режущего края не нарушена

Авторы проводили клиническое сравнение применения методов армирования: использования полимерной нити и ленты, использование композитного материала с армирующими частицами в его составе и использование неармированных прямых реставраций.

Установлено что, из пломб IV класса, наложенных с применением нити, менее 50% оценены удовлетворительно. В 33 % случаях в сроки до 6 мес. возник скол, в 11 % отмечено расслоение по режущему краю, которое отчетливо определялось при зондировании, в 1 случаев при просвечивании определили внутренние трещины.

Причинами повреждения режущего края зубов могут быть: кариозные и некариозные (патологическая стираемость, травматический отлом), повреждение зуба [13, 48,65].

В настоящее время в клинической практике используют различные способы восстановления дефектов коронковой части передних зубов [14,37,38,48,59, 66,68,77,109,119]. При восстановлении дефектов режущего края зубов наибольшее распространение получили искусственные коронки, виниры, парапульпарные штифты и композитные материалы [23,36,48,56,68,76,96].

Для устранения дефектов коронковой части передней группы зубов используют искусственные коронки [1,42].

В зависимости от применяемого материала искусственные коронки классифицируются на металлические (из сплавов благородных и неблагородных металлов), неметаллические (пластмассовые, фарфоровые) и комбинированные (металлические с облицовкой пластмасс, фарфором и другими материалами). Наибольшее распространение получили металлокерамические коронки [46,47,48].

Преимущества металлокерамических коронок: стабильный цвет, высокая эстетика, гладкая поверхность на которой не задерживаются пищевые продукты, что улучшает гигиенические условия в полости рта. Данные преимущества являются основополагающими при выборе металлокерамических коронок для восстановления режущего края зубов.

Несмотря на это, металлокерамические коронки имеют ряд недостатков, которые ограничивают их применение при реставрации дефектов режущего края зубов [2,8,34,42,43,75,85,92,139,155].

Грицай И.Г. провел исследования причин снятия металлокерамических коронок. Исследование основано на данных, полученных в процессе лечения и наблюдения 57 пациентов в возрасте 23-62 лет, включало оценку состояния 69 одиночных коронок и 104 мостовидных протезов (всего 348 коронок), тканей протезированных зубов при помощи клинико-инструментального и рентгенологического методов. Частые причины металлокерамических коронок: наличие нависающих краев коронок – 80,2%; нарушение краевого прилегания – 43,4%; нарушение эстетики – 34,5%; сколы керамической облицовки – 10,1%. Согласно полученным данным 87,3% металлокерамических коронок требовали замены. Неудачные исходы протезирования металлокерамическими коронками в первые 2-3 года пользования ими составляют до 20%. Процент снятия металлокерамических коронок в связи с развитием кариозного процесса опорного зуба от 23% до 50% общего количества осложнений. При этом большее количество снятых протезов при­дется на срок до 5-6 лет [26].

Вышеперечисленные недостатки ограничивают широкое применение металлокерамических коронок при восстановлении дефектов режущего края зубов.

Для восстановления дефектов режущего края зубов в стоматологии используют виниры (ламинантами) [36,53,95,117,130].

В 30-х годах XX столетия, стоматолог из Калифорнии Dr. Pincus изобрел виниры – тонкие керамические пластинки, которые приклеивались к зубам с помощью адгезивного порошка для зубных протезов [151]. Этой методикой Dr. Pincus заложил основы нового раздела стомато­логии, который, помимо функции, учитывает и эстетику.

В 1970-х годах, с появлением светоотверждаемых композитов, появились композитные виниры, изготавливаемые прямым методом [38,107,124,126,146]. Однако виниры получили дальнейшее развитие с внедрением новых адгезивных методов фиксации. Виниры успешно применяются с 1985 г. [117]. В современной стоматологии с помощью виниров проводят эстетические реставрации вестибулярных поверхностей зубов [107,115]. Показаниями к изготовлению виниров являются: коррекция цвета зуба, реставрация зубов при кариозных дефектах III, IV, V классов по Блеку, реставрация зубов после травмы, коррекция положения зуба в зубном ряду, коррекция формы зуба [84, 107,117,119].

По методу изготовления виниры классифицируются на прямые (изготовленные непосредственно в полости рта из композиционного материала или ормокера); непрямые (из композиционного материала и керамики), изготавливающиеся на модели, а затем с помощью композитных материалов двойного отверждения цементируются на вестибулярной поверхности зуба [84,107,117,130].

Препарирование реставрируемого зуба под винир имеет ряд особенностей: количество удаленных тканей с вестибулярной поверхности препарируются индивидуально, средняя глубина препарирования составляет 2 мм, формирование уступа в пришеечной области, сохранение апроксимальных поверхностей, режущий край укорачивается минимум на

2 мм, в случае, когда зуб укорочен, достаточно лишь выровнять режущий край, препарирование 1/3 оральной поверхности зуба [15,33,35,98,130].

Преимущества композитных виниров: реставрация осуществляется в одно посещение, возможность коррекции формы, цвета и прозрачности непосредственно в полости рта, относительно низкая стоимость [17,20,22,84,85].

Недостатки композитных виниров: препарирование вестибулярной поверхности зуба на глубину в среднем равную 2 мм, недостаточная механическая прочность композитного материала, сколы и отколы композитного материала. Противопоказания к изготовлению композитных виниров: наличие у пациента водителя сердечного ритма или аллергии на компоненты адгезивной системы или композита [12,85].

Недостатки керамических виниров: препарирования вестибулярной поверхности зуба на глубину в среднем равную 2 мм, невозможность временной примерки и фиксации, после фиксации винир нельзя изменить, наличие краевой щели, куда проникает содержимое полости рта, расцементировка виниров, возникновение вторичного кариеса, сколы и отколы [98,117,130].

Из-за выше перечисленных недостатков виниры не нашли широкого применения при реставрации дефектов режущего края передней группы зубов.

Реставрация зуба с применением композитного материала – сложный индивидуальный лечебный процесс восстановления анатомической и функциональной ценности зуба, требующий творческого отношения, адекватного технического оснащения и соблюдения технологической дисциплины на всех этапах [4,24,86,97,106,115,118,131,148,153].

Вся история развития терапевтической стоматологии на­прямую связана с созданием и совершенствованием композитных матери­алов для реставрации. Постоянной целью при этом остается поиск новых составов, обладающих максимальным косме­тическим эффектом и устойчивыми физико-химическими характеристиками. Композитные материалы применяются в стоматологической практике уже более 40 лет, и на сегод­няшний день реставрационные методы лечения зубов не­мыслимы без них. Они довольно быстро вытеснили многие другие традиционные пломбировочные материалы[5,14,16,31,40,37,45,57,58,69,101,102,138].

Внедрение композитов в стоматологическую практику связано с научными достижениями в области материалове­дения. Регистрируя в 1962 г. патент о пломбировочном мате­риале, состоявшем из мономера и силанизированной квар­цевой муки, Bowen заложил основу для развития компози­ционных материалов [21,123,124].

Композитные материалы состоят из полимерной (органической) матрицы неорганического наполнителя (дисперсная фаза) и поверхностно активных веществ (силанов). В качестве матрицы в большинстве случаев используют мономерные системы, называемую BIS-GMA (бисфенол -А- глицедилметакрилат) и (UDMA) уретандиметилметакрилат. BIS-GMA – это мономер с высоким молекулярным весом. При твердении BIS-GMA дает усадку 5%. UDMA выполняет ту же роль, что и BIS-GMA, но имеет меньшую полимеризационную усадку, большую густоту и прочность. [134,140,141].

Неорганическим наполнителем служит кварц, фарфоровая мука, кремневые соединения и различные виды стекол. Наполнители изготавливаются несколькими способами: осаждением, конденсацией, подолом, растиранием. Неорганический наполнитель уменьшает полимеризационную усадку, препятствует деформации матрицы, увеличивают твердость, сопротивляемость нагрузкам [21,98].

В современной стоматологии, при реставрации дефектов режущего края зубов, для улучшения фиксации композитного материала формируют скос эмали в виде фальца и дополнительный ретенционный пункт на небной поверхности (выемка-уступ). Данный метод предусматривает использование композитных материалов и адгезивных систем последнего поколения, обладающих наиболее высокой адгезивной способностью [6,27,82,140].

При реставрации композитными материалами используют адгезивные системы[67,123,137]. В настоящее время адгезивные системы IV и V поколений универсальны. Бондинг этих систем в основном обеспечивается за счет микромеханической адгезии и составляет 25-29 МПа [27, 28,83,98,133,].

Несмотря на широкое применение композитных материалов в клинической практике, у них есть недостатки, которые изначально заложены в их свойствах, что приводит к различным осложнениям после реставрации. [32,144].

Основным недостатком композитного материала является полимеризационная усадка, которая возникает вследствие взаимосближения частиц мономера в результате воздействия сил Ван дер Вальса. Предполимеризационное расстояние между частицами составляет 3-4 ангстрема и после полимеризации уменьшается до 1,54 ангстрема. Средняя усадка композитных материалов составляет 3% [11,24,41,68,105].

Если принять всю усадку композитов за 100%, то в первую минуту материал сокращается на 60% от первоначального объема, через 5 мин – еще на 15 % , а остальные 25 % приходятся на первые сутки [12,40].

Экспериментальным путем установлено, что фотополимеризация обеспечивает композитам минимальную усадку при внесении фотополимеров слоями не более чем 2 мм [12, 55].

Полимеризация светоотверждаемого материала начинается в месте его соприкосновения с лучом фотополимеризационной лампы, следовательно, усадка происходит в сторону источника света [98,150].

Для уменьшения полимеризационной усадки используют метод направленной полимеризации, при котором внесение материала в полость и полимеризация каждой порции композитного материала осуществляется в заданном направлении, с учетом направления усадки. Эта методика позволяет уменьшить полимеризационную усадку, так как каждый последующий слой заполняет трещины, образующиеся при отверждении предыдущего слоя [68]. В противном случае возможен отрыв полимеризуемого слоя от поверхности твердых тканей зуба вследствие полимеризационной усадки материала, направленного в сторону источника света [100].

На процесс полимеризации оказывают воздействия ионы кислорода. Они более реактивные по сравнению с радикалами, и соединяясь с молекулами композитного материала, образуют недополимеризованный блестящий поверхностный слой глубиной до 50 мкм - слой, ингибированный кислородом [107]. Ингибированный кислородом поверхностный слой обладает повышенной проницаемостью для пищевых красителей, подвержен повышенному абразивному износу, легко повреждается инструментом [100].

Марек Томанкович, Петрикас А.Ж. установили, что прочность и эстетичность реставрации композитными материалами в большей степени зависят от соответствующей степени полимеризации [76,100].

Отрицательные последствия полимеризационной усадки: образование внутренних трещин композитного материала, нарушение краевого прилегания и образование краевой щели, вследствие микроподтикания; появление послеоперативной чувствительности зуба; снижение прочности композитного материала; увеличение пористости материала[39,85,98].

Микроподтекание возникает при усадке композитов и при большой разнице между коэффициентом теплового расширения тканей зуба и применяемого материала образуется краевая щель между тканями зуба и композитом. Ширина краевой щели составляет 2-25 мкм. Через неё проникает ротовая жидкость, содержащая микроорганизмы, красители, ферменты микроподтекание вызывает вторичный кариес [98].

Одним из недостатков композитного материала является сорбция воды, которая возникает в результате явления капиллярности: у микронаполненых материалов 1,5-2мг/см², у макронаполненых и гибридных 0,2-1,1 мг/см² [98].

Гибридные материалы отличаются минимальной сорбцией воды, что обусловлено низким процентным содержанием гидрофобной по своей химической природе органической фазы.

Сорбция воды начинается через 4-6 часов после пломбирования, продолжается около 28 дней. Но наиболее интенсивно происходит в течение 2-10 дней. При реставрации режущего края зубов композитными материалами световой полимеризации, целесообразно рекомендовать пациенту несколько часов не употреблял продукты, содержащие пищевые красители. Пищевые красители проникают сквозь поверхность композита на глубину до 5 мкм и окрашивают поверхность пломбы.

В результате сорбции воды происходят следующие изменения: ослабления связей между мономером и наполнителем, ухудшающие такие свойства как устойчивость к растяжению и изгибу, устойчивость к истиранию, модуль эластичности; снижение адгезии к твердым тканям зуба, что приводит к возникновению краевой щели; снижение эстетического вида реставраций, компенсация полимеризационной усадки вследствие расширения материала. Пористость свойственна всем композитным материалам. Степень пористости зависит: от количества соотношения мономера и наполнителя; сорбция воды. Из фотополимеров минимальной пористостью отличаются гибридные композиты (0,18-2,5%), большей микронаполненные (0,3-3,8%) и максимальной традиционные материалы (0,7-8,4%).

Отрицательные последствия пористость: ретенции красителей; образование колоний бактерий; ухудшению эстетического вида пломбы [30,100].

Как показала клиническая практика при устранении дефектов режущего края зубов, с применением различных композитных материалов, встречаются осложнения в виде сколов и отколов композитного материала. Основными причинами возникновения сколов и отколов композитного материала является низкие прочностные характеристики композитного материала, не эффективность адгезивных систем.

В настоящее время для реставрации режущего края зубов используют парапульпарные штифты – пины [23].

Пины относятся к ретенционным устройствам. Пины укрепляются в твердых тканях зуба, и предназначенный для армирования и улучшения фиксации пломбы в полостях II и IV классов, при живой пульпе и сильно разрушенной коронке зуба [77,78].

Пин представляет собой тонкий цилиндрический металлический стержень с резьбой или без неё. Пины изготавливаются из титана, нержавеющей стали или сплавов золота. Диаметр пинов составляет от 0,35-1мм, в клинической практике наиболее часто используют пины диаметром 0,7 и 0,8 мм. Длина пина в среднем – 5мм [68].

Перед установкой пина в твердые ткани зубов формируют пин - канал. Для формирования пин-канала сначала выравнивают стенку полости обратно конусовидным бором №1 и создают небольшое углубление в месте предполагаемого расположения пин-канала. Формирование самого канала проводится специальным сверлом. Сверло изготавливается из углеродной стали и предназначено для препарирования дентина. Фикса­цию пина рекомендуют производить на гибридные СИЦ или полимерные прокладоч­ные материалы. Установка пина в твердые ткани зуба имеет ряд требований: оптимальное расстояние от края зуба 1-1,5 мм и обязательно 0,5 мм от эмалево-дентинной границы; между пином и апроксимальной стенкой должно быть расстояние не менее 0,5 мм; длина внутридентинной части пина должна быть не менее 2 мм; пин должен не доходить до режущего края или жевательной поверхности на 1,5 мм; оптимальное соотношение между длиной; внутридентинной и внутри-пломбовой частей пина – 1:1; расстояние между пинами должно быть около 5 мм. Количество пинов зависит от степени разрушения коронки зуба: при лечении передних зубов для восстановления каждого угла коронки требуется по одному пину. Применять пины при восстановлении депульпированных зубов не рекомендуется. При эстетической реставрации передних зубов необходимо заблоки­ровать, просвечивание пина каким-либо опаковым агентом (напр. «Masking Agent» /ЗМ/).

Пин является лишь дополни­тельными ретенционным устройством, поэтому для обеспечения высокой прочности и долговечности реставрации в комбинации с пинами рекомендуют применять и другие способы и приемы, улучшающие фиксацию пломбы: создание дополнительных опорных площадок, ретенционных пунктов, использование адгезивной техники и т.д. [23,68,153].

Применение пинов имеет ряд недостатков: коррозия парапульпарных штифтов; микротрещины в дентине возникающие при фиксации парапульпарных штифтов; окрашивание прилегающих участков твердых тканей зуба; вскрытия пульповой камеры зуба; сколы и отколы композитного материала, вследствие установки парапульпарных штифтов проводится без учета анатомических особенностей режущего края.

Вышеперечисленные недостатки парапульпарных штифтов не позволяют их широко применять при реставрации дефектов режущего края передней группы зубов [13,68].

1.3. Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния биологических тканей в стоматологии.

В настоящее время благодаря научно – техническому прогрессу, а в частности, с появлением прикладных программ для ЭВМ были созданы необходимые условия, которые позволили проводить компьютерное моделирование различных клинических ситуаций в стоматологии. Известно большое число работ, в которых авторы используют для математического моделирования напряженно - деформированного состояния костной ткани в стоматологии, двумерные модели [7,29,44,49,60,62, 63,72,73,81,120,121, 125,129, 135,136,143,145,149]. Одними из первых трехмерное моделирование в области имплантологии использовали в работах зарубежные авторы [126, 127,128].

В последнее время трехмерное моделирование получило широкое распространение. Следует отметить следующие работы. В 1996 г. Лазарев С.А. проводил трехмерное моделирование височно-нижнечелюстного сустава. Создание трехмерной модели выполнялось с помощью специальной программы Geostar, конечно - элементная модель создавалась в среде прикладного конечно-элементного пакета Cosmos/M. Модель наделялась физико-механическими характеристиками, определялись места прикрепления мышц, максимальные значения сил сокращения, углы прикрепления. Для достижения лучшей визуализации при рассмотрении смещений и деформаций к обеим моделям применялись элементы анимации.

По мнению автора, трехмерное моделирование височно-нижнечелюстного сустава помогает понять закономерности распределения напряжений в его элементах для правильного понимания функции сустава в норме и различных окклюзиях, составляющий жевательный цикл [51].

В 1997 г. Матвеевой А.И., Гветадзе Р.Ш., Гаврюшиным С.С., с целью анализа возможностей повышения эффек­тивности ортопедического лечения путем исполь­зования внутрикостных имплантатов известных и перспективных конструкций, было проведено математическое моделирование процессов взаимодействия имплантатов с костной тканью с применением численной модели и прикладной программы, позволяющие проанализировать напряженно-деформированное состояние кости и определить предельно допустимые нагрузки на имплантат.

Было установлено, что наиболее нагруженной зоной является слой компактной кости, непосред­ственно примыкающий к имплантату в области его шейки, что согласуется с результатами клиниче­ских исследований, согласно которым именно в этой зоне наиболее высок процент осложнений.

Авторами, при проведении анализа ряда современных отечественных и зарубежных направлений в стоматологии, подтверждается перспективность использования методов математического моделирования и современной вычислительной техники [61].

В 2000 г. Бесяков В.Р. в своей кандидатской работе «Экспериментально клиническое обоснование биомеханики внутрикостных имплантатов с использованием трехмерного математического моделирования» проводил объемное моделирование одиночно стоящего имплантата и для сравнения однокорневого зуба – премоляра. Изучались фиброосальные пластинчатые, остеоинтегрированные пластинчатые и остеоинтегрированные цилиндрические имплантаты. В математических моделях повторялись типичные размеры бокового отдела нижней челюсти, в том числе кортикальной и губчатой костной ткани, периодонта, нижнечелюстного канала. Учитывались физико-механические свойства биологических тканей и материалы имплантата [10].

На зуб и имплантат моделировалась вертикальная нагрузка 250н (25 кг) и горизонтальная 100н. С помощью специально разработанной компьютерной программы были получены картины распределения интенсивности напряжений во всей модели, которые позволили изучить напряженно деформированное состояние в зоне установки имплантата. При использовании объемного моделирования напряженно-деформируемого состояния в биологических тканях окружающей внутрикостный имплантат, были отчетливо зафиксированы напряжения не только в области его контакта с костными тканями, но и в отдаленных от имплантата зонах. Автор считает, что наиболее подходящим методом сравнительного изучения биомеханики и напряженно деформирования состояния костной ткани вокруг пластинчатого и цилиндрического имплантатов является метод математического моделирования в условиях объемной (трехмерной) постановки задачи.

В 2000 г. Ряховский А.Н., Желтов В.А. дают описание метода получения 3D-моделей зубов с применением специализированного аппаратно-программного комплекса. Данный метод представляет собой комплекс короткобазисной фотограмметрии, а также методик и программного обеспечения для получе­ния и анализа цифровых моделей рельефа зубных рядов и их фрагментов при планировании и оценке качества проведенного ортопедического лечения. Данный аппаратно – программный комплекс используется для получения компьютерных моделей рельефа участков зубных рядов, оценки качества препарирования зубов и корректности восстановления формы зуба искусственной коронкой [90].

Комплекс короткобазисной фотограмметрии включает в себя:

- 3 видео камеры;

- набор высокоточных тестовых полей для проведения внешнего ориентирования камер и их калибровки;

- адаптер ввода изображений в персональный компьютер «Ауег-2000» представляет собой плату интерфейса ISA, устанавливаемую в корпус компьютера и соединяе­мую с видеокартой и звуковой картой (при наличии) гибким кабелем; плата обеспечивает одновременное подключение 3 видеокамер коаксиальным кабелем, преобразование входного видеосигнала к стандарту видеосигнала монитора и его отображение на дис­плее в реальном времени;

- персональный компьютер типа РС/АТ;

- источник структурированного света на базе слайд-проектора и слайдов заданной структуры;

- поворотный стол для позиционирования объек­та относительно камер;

- крепежный динамический стенд для жесткого позиционирования камер, объекта и проектора;

- комплекс программ поддержки адаптера ввода изображений «Ауег-2000»;

- комплекс программ обработки изображений, восстановления трехмерной формы объекта, визуа­лизации.

В состав комплекса входит высокоточное тесто­вое поле для проведения внешнего ориентирования камер и их калибровки.

Авторы считают, что системы получения и компью­терного анализа информации о рельефе объектов в полости рта могут иметь и самостоятельное примене­ние. Важное значение для ортопедического лечения имело бы предварительное планирование объема препарирования опорных зубов, формы их культей в зависимости от индивидуальных особенно­стей полости рта и протяженности дефекта. Проверка прямо в стоматологическом кресле соответствия фор­мы препарируемых культей зубов тому, что планировалось, повысит качество врачебной работы и исклю­чит вероятность избыточного сошлифовывания твер­дых тканей .

2001 г. Чумаченко Е.Н., Лебеденко И.Ю. провели сравнительный анализ результатов математического моделирования напряженно-деформированного состояния различных конструкций штифтовых зубных протезов. Были проведены исследования 99 типов математических моделей зубов, армированных широко распространенными в стоматологической практике культевыми вкладками (анкерные штифты – первая серия эксперимента и литые культевые штифтовые вкладки – вторая серия). Модели зубов различались формой, размерами и свойствами конструкционного материала [114].

Экспериментальные исследования проводили с использованием оптимизированной программы SPLEN-K (INZOMA), предназначенной для решения задач проектирования рациональных, многосвязных конструкций, разработанной на базе “КОММЕК Лтд” . Для расчета, в программу вводили, данные четырех основных физико-механических свойств материалов протезов и зубов: коэффициент Пуассона, модуль Юнга, коэффициент упрочнения и предел прочности. Компьютерное исследование проводили на модели 1.4 – зуба следующим образом: на мониторе вычерчивали контур поперечного разреза зуба, восстановленного ортопедической конструкцией, определяли локально однообразные подобласти и их физические свойства, задавали граничные условия, соответствующие функциональным нагрузкам и моделирующие закрепление в частности системы “зуб - ортопедическая конструкция”. Затем выполняли расчет, а полученные результаты анализированы. Было установлено, что выбор штифтовой конструкции зависит от клинической ситуации, анатомо-топографических особенностей разрушения коронки зуба и патологии зубочелюстно-лицевой системы.

В 2001 г. Терещенко Е.Н., Згировский А.И., Лагун Ю.И. осуществили математический анализ напряженно-деформированного состояния в системе «зуб-вкладка», при этом изучалось напряженно-деформированное состояние, возникающее в твердых тканях зуба и протезе после проведения восстановительно-реставрационного лечения. Исследования проводились на конечно-элементной модели коронки первого моляра нижней челюсти. Использовалась трехмерная твердотельная модель коронки зуба. При моделировании учитывались топографическое строение и физико-механические свойства тканей зуба и конструкционных материалов. Изучение напряженно-деформированного состояния проводилось для ряда конечно-элементных моделей, которые отличались различной геометрией и материалом вкладки [99].

Вместе с тем, следует отметить, что внутреннее строение зуба аппроксимировалось на основе общих среднестатистических данных и не учитывало индивидуальных данных. Важно подчеркнуть, что математическая модель созданная без детального и строго индивидуального учета исходных данных, в определенной мере ущербна, и не обеспечивает лечащего врача всей информацией необходимой для выбора оптимальной стратегии и тактики лечения.

В 2007 г. Румянцев М.А. в своей работе “Оптимизация ортопедического лечения пациентов с включенными дефектами зубных рядов керамическими мостовидными зубными протезами” проводил изучения цельнолитых керамических мостовидных зубных протезов из трех различных керамических каркасных материалов. При этом проводил сканирование трехмерным лазерным сканером “Hawk 222” (Nextec, США) восковых физических моделей. Всего было изучено 11 моделей цельнолитых керамических мостовидных зубных протезов. Далее проводили компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния цельнолитых керамических мостовидных зубных протезов с помощью программы “Ansys 8.0”. Параметры физико-механческих свойств керамических каркасных материалов взяли из литературы и инструкций фирм производителей [87].

В результате компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния цельнолитых керамических мостовидных зубных протезов было установлено, что наиболее слабыми местами таких конструкций является зона крепления промежуточной части к опорным коронкам и придесневая часть соединительных зон зубопротезных единиц.

Вместе с тем, в доступной автору литературе отсутствуют данные о компьютерном моделировании напряженно - деформированного состояния реставраций режущего края передних зубов с применением армированного и не армированного композитного материала.
1.4. Классификация дефектов коронковой части зубов.

В настоящее время широкое распространение в практической стоматологии получили рекомендации Блека по препарированию кариозных полостей под вкладки. Рекомендации базировались на двух основных положениях: «ретенции» и «резистенции» вкладок с твердыми тканями зуба.

В 1915 г. Блек систематизировал свои разработки в виде Классификации кариозных дефектов коронковой части зубов [48,52]. Кариозные полости были разделены по признаку локализации дефекта на пять классов. Согласно Блеку, именно этот признак определял правила формирования кариозной полости и форму ее поверхности, которая должна была обеспечить прочное удержание вкладки в границах кариозной полости.

Таким образом, задача обеспечения долговечного функционирования восстановленного зуба была решена Блеком только в отношении определенного вида дефекта, а именно кариозных полостей, устраняемого с помощью определенного средства – вкладки.

Появление пломбировочных и композитных материалов, обладающих эмаль-связующими и дентин-связующими свойствами, не решило проблему только за счет свойств восстановительного материала. Практика показала, в этом случае возникала необходимость в применении дополнительных средств, обеспечивающих удержание пломбы внутри полости дефекта. Наличие у восстановительных материалов адгезивного механизма сцепления с твердыми тканями зуба привело к пересмотру позиций в отношении рекомендаций Блека по препарированию кариозных полостей. Классификация Блека была модернизирована с учетом свойств восстановительных материалов [98].

В частности, класс III (дефекты, локализующиеся на контактной поверхности передней группы зубов) был дополнен подклассами IIIА (полости с сохранением эмали на вестибулярной поверхности), IIIВ (полости с истончением эмали на вестибулярной поверхности или ее разрушением) и IIIС (полости с истончением или разрушением, заходящие под десну).

Однако рекомендации Блека или модифицированные рекомендации, разработанные применительно к кариозным полостям, ограниченным полностью или частично сохранившимися стенками зуба, не приемлемы при разрушениях коронковой части передних зубов с выраженной плоскостью дефекта.

В настоящее время, в доступной литературе, отсутствует классификация дефектов коронковой части передней группы зубов, под армированные композитные реставрации.

При реставрации коронковой части зуба с применением композитных материалов, в настоящее время разработаны критерии для оценки качества реставраций[19,54,74].

В 1997 г. Макеева И.М. для оценки качества реставраций зубов с применением композитных материалов разработала систему показателей, включающая клинические и эстетические критерии качества. Исследование клинических показателей проводились визуальным и инструментальным (зондирование, использование флоссов) методом[54].

Клинические показатели качества реставрации: целостность (сохранность) реставрации; качество контактных пунктов, восстановленных композитным материалом (наличие плотного межзубного контакта, отсутствие нависающих краев); отсутствие видимого перехода по границе «ткани зуба - композит» определяемого визуально и инструментально; отсутствие участков краевой разгерметизации, выявляемых при зондировании и визуально; отсутствие признаков развития рецидивного кариеса; отсутствие явлений гингивита (при локализации в придесневой области).

Эстетические показатели качества реставрации: наличие «сухого» блеска на всей поверхности реставрации, в т.ч. на поверхностях контактных скатов, по режущему краю; сохранение цветовой гаммы; определяются оттенки шейки, тела, скатов контактных поверхностей и прозрачного режущего края; отсутствие видимого перехода по границе «ткани зуба - композит», сохранность рельефа вестибулярной поверхности и формы реставрации.

Макеева И.М. качество реставрации считает:

- «отличным» - при соблюдении всех требований (как клинических, так и эстетических);

- «хорошим» - при потере блеска поверхности и нарушении прозрачности (критерии, восстанавливаемые при полировании);

- «удовлетворительным» - при появлении участков краевого прокрашивания (если они устраняются при полировании);

- «неудовлетворительным» - при нарушении любого клинического параметра качества реставрации.

В 1999 г. Хаустова Е.А. для оценки качества реставраций зубов из композитных материалов проводила визуальный осмотр, который дополнялся зондированием поверхностей реставрации, в случаях пломбирования полостей по глубокому кариесу - электроодонтометрией. Индивидуальное определение качества реставрации производилось по следующим критериям: нарушение целостности реставрации; появление локального гингивита; появление вторичного (рецидивного) кариеса; определение границы реставрации; появление участков окрашивания краев реставрации; появление гиперестезии; отсутствие "сухого" блеска; нарушение цвета, нарушение рельефа и формы реставрации [103].

Хаустова Е.А. качество реставрации считает:

- «отличным» - при соответствии всем требованиям;

- «хорошим» - при нарушениях, восстанавливаемых при полировке (потере плеска поверхности, прозрачности, обнаружении заметной границы реставрации, окрашивания края);

- «удовлетворительным» - при нарушении краевого прилегания, нарушение рельефа, формы устраняемых при нанесении слоя композита);

- «неудовлетворительным» - при любой форме осложнений, требующей замены реставрации.

Таким образом, в настоящее время отсутствует критерии качества реставрации режущего края передней группы зубов с применением композиционного материала и сеточно-армирующего элемента.

40